五种豆科药用植物种子超低温保存技术研究

以豆科药用植物降香檀、决明、含羞草、灰毛豆和猪屎豆的成熟种子为材料,探讨含水量对其发芽率的影响,以及超低温冷冻方式对种子超低温保存的影响。结果表明,降香檀、决明、猪屎豆和灰毛豆种子发芽率均随含水量的下降而从80%左右降至20%以下,而含羞草种子含水量低于10%时,其发芽率仍在75%以上。经超低温冷冻后,五种豆科药用植物种子发芽率较对照组均有显著差异;适宜的含水量下,种子经过超低温冷冻后其发芽率与对照组差异不显著,甚至高于对照组。三种冷冻方法中,玻璃化冷冻法更适合降香檀种子的超低温保存,缓慢冷冻法更适合猪屎豆种子的超低温保存,快速冷冻法适合于决明种子、灰毛豆种子和含羞草种子的超低温保存。由此可知,液氮超低温冷冻法保存降香檀等五种豆科药用植物种子是可行的。     

超低温冷冻对益智种子生理生化特性的影响

益智(Alpinia oxyphylla)是我国四大南药之一,其种子为顽拗性种子,不耐干燥和低温,无法常规保存。为解决益智种子长期稳定保存的问题,该研究以益智种子为材料,从种子含水量以及冷冻方式方面优化益智种子超低温保存方法,并对比液氮冷冻前后种子发芽率、α-淀粉酶活性、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、脱氢酶活性、丙二醛含量等活力指标,分析液氮超低温冷冻对益智种子生理生化特性的影响。结果表明:直接液氮冷冻含水量13.92%~14.38%范围的种子是益智种子超低温保存的最佳条件。液氮冷冻后,随着超低温冷冻时间的延长,益智种子发芽率先由76.76%下降至52.5%,再上升至65%,最后下降并稳定在50%以上。其种子α-淀粉酶活性先下降后上升,然后又下降,最后上升并稳定至冷冻前的水平。丙二醛含量则是先上升后下降,最后趋于平稳状态。过氧化物酶活性是先下降,然后稳定在恒定水平。超氧化物歧化酶活性是随着冷冻时间的延长而持续上升,脱氢酶活性则是持续下降。以上结果说明,液氮冷冻时间对益智活力有一定的影响,但对种子有些性能具有一定的促进作用。无论是发芽率,还是生理生化指标,都不同程度表明液氮超低温保存益智种子是可行的。     

八棱海棠种子超低温保存中含水量对糖代谢的影响

含水量是影响种子超低温保存效果的关键因素，而其作用机制尚不完全清楚。为探讨含水量对种子超低温保存生活力的影响途径，该研究以八棱海棠种子为材料，通过硅胶干燥法获得不同含水量的种子，测定超低温保存后种子生活力、糖含量及相关酶指标的变化并分析相关性。结果表明：(1)超低温保存15 d后，不同含水量种子生活力不同，随着种子含水量的降低，种子生活力呈现先升高后降低的趋势，含水量为9.02%的八棱海棠种子生活力最高，为53.33%;超低温保存120 d后，种子生活力随着含水量下降一直升高，含水量为6.40%生活力最高，为27.78%。这表明八棱海棠种子含水量对超低温保存后的生活力有明显影响，但受液氮保存时间影响，随着液氮保存时间的延长，最适含水量降低。(2)相关分析显示，超低温保存后种子含水量与生活力呈极显著负相关(r=-0.82);与果糖和蔗糖含量、酸性转化酶、果糖激酶呈显著负相关，而种子萌发率与这些指标呈显著正相关。这表明种子含水量通过影响酸性转化酶活性而影响蔗糖和果糖含量，进而影响蔗糖代谢，响应低温和脱水胁迫，最终导致生活力差异。种子生活力还受到介导果糖激酶的果糖代谢影响。此外，海藻糖也是种...     

脱水速率和降温速率对葡萄柚种子超低温保存的影响

以新鲜葡萄柚(Citrus paradise)种子为材料,使用3种脱水速率处理至约20%含水量,然后用饱和盐溶液平衡至10种不同的含水量,再进行简化的二步法超低温保存;同时,以经过15 ℃、50%相对湿度(RH)条件脱水至含水量约12%的葡萄柚种子为材料,使用程序降温仪进行5个降温速率和3个预冷温度的传统二步法超低温保存。结果表明,葡萄柚种子对脱水敏感,种子含水量越低,成苗率越低。而且,脱水速率越快,对种子的损伤越大,成苗率呈现75% RH>50% RH>15% RH;冷冻处理对种子有进一步的伤害,含水量6%～8%的种子超低温保存效果最佳,但脱水速率对超低温保存的种子成苗率的影响不明显。用传统二步法超低温保存葡萄柚种子,与预冷对照相比,经液氮冷冻的种子成苗率都有明显下降。在预冷对照组中,-2.5 ℃·min^-1降温速率的种子成苗率最高,在冷冻保存中-0.5 ℃·min^-1和-0.25 ℃·min^-1的降温速率最有利于超低温保存。预冷温度从-40 ℃降至-60 ℃,未超低温处理种子的发芽率降低,但超低温处理种子的发芽率提高。     

基于熵权TOPSIS模型的桃儿七种子超低温保存条件筛选

探索适宜桃儿七（Sinopodophyllum hexandrum）种子超低温保存的条件,为桃儿七种子的长期保存提供技术支撑。以桃儿七种子为试验材料,利用硅胶干燥法、自然阴干法及浸泡法获取1.6%、9.6%、20.9%、30.5%的4种不同含水量种子,并通过直接冷冻、缓慢冷冻及玻璃化冷冻3种方式对其进行超低温保存,同时测定超低温保存前后桃儿七种子生活力及其种子内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、丙二醛（MDA）、总蛋白（TP）、可溶性淀粉、可溶性糖的含量变化。研究结果发现：(1)不同含水量的桃儿七种子经3种超低温冷冻方式保存后,种子生活力均呈现不同程度的下降,但含水量为1.6%、9.6%和20.9%的桃儿七种子经缓慢冷冻后较对照组无显著差异（P>0.05）;(2)4种含水量的桃儿七种子经超低温保存后,其种子内可溶性糖和总蛋白含量总体呈上升趋势,且可溶性糖含量增幅最大,而种子内淀粉含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性总体呈下降趋势,但超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性在含水量为1.6%和9.6%时降幅较小,丙二醛含量在含水量为1.6%和30.5%时呈上升趋势,而在含水量为...     

超低温冷冻对羯布罗香种子结构和生理生化特性的影响

为长期、稳定、有效地保存羯布罗香(Dipterocarpus turbinatus Gaertn.F.)种子,探讨了低温冷藏对种子活力、结构和生理生化指标的影响。结果表明,45%的含水量是种子的安全储藏含水量;玻璃化冷冻和缓慢冷冻对种子结构损害较大,且冷冻后的种子活力下降幅度大;快速冷冻法是种子超低温保存的最佳冷冻方式;液氮冷冻降低了种子过氧化物酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性,提高了α-淀粉酶活性,而对丙二醛含量无显著影响。因此,超低温保存羯布罗香种子是科学可行的。     

桃花粉低温和超低温保存方法比较研究

桃(Prunus persica(L.)Batsch)是我国重要的无性繁殖作物种质资源,目前主要保存于3个国家无性繁殖作物种质圃。随着以茎尖、花粉、休眠芽为保存载体的超低温保存技术的发展,超低温保存已成为无性繁殖作物重要备份保存方式。本研究以15份桃种质花粉为研究对象,开展含水量、回湿处理和保存温度(4℃低温保存和液氮超低温保存)对保存后花粉离体萌发率的影响研究。研究结果:明确了桃种质花粉超低温保存的含水量;揭示了回湿处理对部分桃种质花粉超低温保存产生显著影响;超低温保存后花粉离体萌发率最高可达83%;4℃低温保存和超低温保存比较研究结果表明,超低温保存4年后14份桃种质花粉离体萌发率仍可保持30%以上,11份桃种质花粉离体萌发率与保存前花粉离体萌发率相比无显著变化甚至显著提高,而4℃低温保存的花粉离体萌发率降至0。该研究为国家种质库建立花粉规模化超低温保存提供技术支撑。     

生菜种子低温处理后耐冻性和脂肪酸合成代谢的关系研究

以生菜(Lactuca sativa)种子为研究对象,通过不同时间的吸水处理分析其含水量变化,再通过程序降温处理,分析不同含水量种子发芽率的差异,以及脂肪酸合成有关基因(FAD2、FAD3、PPT、ELOVL)和冷调节基因ICE1的表达。结果表明,种子含水量随吸水时间增加而升高。程序降温至同样的低温冷冻条件下(-20℃、-22℃),吸水时间小于6 h的种子发芽率较高,而吸水8 h以上的种子发芽率显著降低。种子吸水8 h含水量处于饱和状态,在此状态下种子对低温较为敏感,说明含水量对种子耐冻性有影响。冷冻处理后生菜种子基因表达检测结果表明,脂肪酸去饱和酶基因(FAD2、FAD3)、蛋白质棕榈酰基硫脂酶相关基因(PPT）、长链脂肪酸延伸酶相关基因(ELOVL)的表达水平均随着种子含水量增加呈上升趋势,吸胀10 h的种子表达量最高,此时种子由于高含水量所受冷冻伤害最大。基因ICE1在冷冻处理种子中的表达也随着吸水时间增加而升高,在吸水10 h时种子中表达量到最高水平。综上,种子含水量越高,所受冷冻伤害越大。但种子在低温条件下具有一定的抗冷反应,可通过相关基因的过表达调控合成更多不饱和脂肪酸、抗冻蛋白等提高含水种子耐冻性。     

防风愈伤组织的玻璃化法超低温保存及再生

为避免连续继代造成的愈伤组织变异,探索新的种质资源保存方法,对防风愈伤组织进行了超低温冷冻保存及植株再生研究。以关防风3周龄的愈伤组织为材料,单一变量法研究适宜的玻璃化法超低温保存程序。结果显示:(1)防风愈伤组织超低温保存的最佳方案为:4℃条件下于MS+1.0mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA+5%DMSO的继代培养基中预培养3d,60%PVS2常温装载20min,100%PVS2于2℃脱水45min后直接投入液氮。(2)防风愈伤组织经超低温保存后的相对存活率最高为79.24%,其中预培养和脱水是实现超低温冻存的关键环节,且1.0mol/L蔗糖的MS溶液洗涤、暗培养14d以上有助于冻后愈伤组织恢复生长。研究表明,玻璃化超低温冻存可以作为防风愈伤组织的保存方法,冻后愈伤可以恢复生长并再生成完整植株。     

超低温保存的梅花花药萌发率和授粉后的结实能力

试验比较梅花花粉和花药超低温保存后的花粉萌发率、授粉结实率和座果率的结果表明:(1)超低温保存花药用室温、自来水冲洗和温水浴3种方法化冻后的花粉萌发率差异不显著。(2)花药超低温保存1h后的花粉萌发率与新鲜花粉差异不显著。(3)超低温保存1个月和1年的花粉和花药都有授粉结实能力。     

两种铁角蕨的孢子体形态研究及水分生理测定

以铁角蕨属(Asplenium)两种不同植物的孢子体为材料(石生铁角蕨和变异铁角蕨),通过常规形态解剖方法和水分生理指标测定,分析探讨了这两种植物的形态特征与水分生理特点之间的适应性。结果表明:(1)石生铁角蕨和变异铁角蕨相比较,石生铁角蕨叶面积指数较大,叶片更为饱满。(2)两种铁角蕨表皮细胞的垂周壁均为不规则形,分别呈现出深波状或浅波状。(3)两种铁角蕨的气孔器全为下生气孔,且气孔器类型、形状、气孔大小及长宽比都很稳定。但是,二者之间气孔密度有很大差异,而气孔器类型以不规则四细胞型、腋下细胞型和极细胞型为主。(4)木质部维管束均为椭圆形的双柱型管状中柱,中柱内含有管状分子,呈背对月牙形分布,中柱大小约为80μm。(5)维管束内的管状分子次生壁出现不同程度的木质化增厚,以网纹、梯纹、孔纹的形式表现出来,管状分子的直径都较小,变异铁角蕨的木质部管状分子比石生铁角蕨的稍大。(6)石生铁角蕨的自然含水量较低,相对含水量较自然含水量变化较小,束缚水与自由水比值和水势较高。从石生铁角蕨和变异铁角蕨的叶表皮形态、气孔器特征、管状中柱和管状分子特征来看,将二者划分在同一属下是比较合理的。两种植物自然生境不同,其水分生理特征差异明显,但均与各自的形态特征相适应;石生铁角蕨的抗旱性比变异铁角蕨更强。该研究结果可为铁角蕨属植物的系统分类和抗旱性研究提供更多的资料。     

根茎萌发与幼苗期的虉草水分生态幅

为揭示虉草根茎萌发和幼苗期的水分生态幅,该研究通过盆栽控制试验,设置8个水分梯度：(2±0.5)％、(10±0.5)％、(15±0.5)％、(20±0.5)％、(25±0.5)％、(30±0.5)％、(40±0.5)％(水分饱和)和淹水(2 cm),通过萌发率、各形态指标和生理指标对虉草水分生态幅进行了探讨。结果表明：(1)土壤水分含量过低和过高都会降低虉草根茎萌发率。(2)随土壤水分含量的增加,虉草幼苗株高和地上生物量都呈现先上升后下降的趋势,两者并呈指数函数关系y ＝0.2038e0.0486x(R2＝0.803)。(3)虉草通过调整自身结构特点,降低个体大小、减少叶片数量和叶面积来适应胁迫环境,土壤水分含量为10％~30％时虉草含水率能保持相对稳定的水平。虉草的光和色素( Chl a、Chl b、Car)和相对叶绿素( SPAD)含量均随土壤水分含量的增加呈现出先上升后下降的趋势,Chl a/b则相反,呈先下降后上升趋势。(4) Chl/Car各组之间差异不显著。综合上述研究,利用高斯模型分析得出虉草的水分生态幅为7.48％~52.20％,最适水分生态幅为18.99％~40.60％。     

药食两用保健水果冷饭团果实的保鲜研究

该研究以冷饭团果实为材料,用甘油、淀粉、明胶、琼脂、焦亚硫酸钠按不同比例配制成3种保鲜剂处理冷饭团果实,放在平均温度11℃、平均湿度85%的冰箱保鲜层保鲜;用壳聚糖配制成4种不同质量分数浓度的保鲜剂处理冷饭团果实,放在平均温度11℃、平均湿度85%的冰箱保鲜层保鲜;用真空和臭氧装置保鲜处理,放在平均温度15℃、平均湿度40%的屋中,共4种保鲜方法对冷饭团果实进行保鲜处理.通过测定冷饭团果实的失重率、可溶性固形物的含量以及抗坏血酸(Vc)含量的变化来判断各种保鲜的效果,探索出最好的保鲜方法.结果表明:4种保鲜方法均能明显降低冷饭团果实的失重率,延缓可溶性固形物和Vc含量的降低速率;两类保鲜剂中,以甘油3 g、淀粉4 g、明胶1.5 g、琼脂1 g、焦亚硫酸钠1.5 g混合,用蒸馏水配制成500 mL保鲜剂的保鲜效果最好;真空和臭氧对冷饭团果实的保鲜中,真空的保鲜效果比臭氧好.     

金花茶组植物花色与细胞内重要环境因子的关系

为研究金花茶组植物花色与细胞内重要环境因子的关系,该研究以花色不同的8个金花茶组物种的9个居群为材料,测定了其花瓣的颜色、总黄酮含量、含水量、细胞pH、7种金属离子浓度。结果表明:所测金花茶组植物的花色平均明度L~*为80.82、色相a~*为-2.88、色相b~*为53.97、彩度C~*为54.10、色相角h为93.19°,故金花茶花色为明度较亮的黄色,其中色相b~*为描述黄色的主要指标,据此可将所测植物分为金黄、黄、浅黄3类。花瓣总黄酮含量为20.17%,花瓣含水量为88.14%,物种间均达到差异显著,且均与花色呈弱相关,对黄色呈现影响较小。花瓣细胞偏弱酸性,pH平均值为6.19,不同物种间差异显著,细胞pH与花色呈显著正相关,即中偏弱酸性细胞环境有利于金花茶花瓣黄色的呈现。金属离子浓度中,K~+含量最高(12.61 mg·g~(-1)),其他依次为Ca2+(3.91 mg·g~(-1))、Mg~(2+)(1.28 mg·g~(-1))、Al~(3+)(0.98 mg·g~(-1))、Na~+(0.17mg·g~(-1))、Fe~(3+)(0.07 mg·g~(-1)),Cu~(2+)含量最低(0.003 8 mg·g~(-1)),7种金属离子在所测植物间均存在显著差异,其中Al~(3+)、Fe~(3+)和Ca~(2+)对金花茶黄色花的形成具有不同程度的干扰作用,随着这3种金属离子浓度升高,黄度降低,花色变淡。因此,较低浓度的Al~(3+)、Fe~(3+)、Ca~(2+)可能更有利于金花茶黄色花的呈现。     

HPLC法测定大果山楂果实中八种酚酸类成分的含量

建立HPLC法同时测定大果山楂果实中原儿茶酸、绿原酸、二氢咖啡酸、咖啡酸、根皮酸、p-香豆酸、阿魏酸和肉桂酸的方法,并通过HPLC法分析这八种酚酸在不同产地大果山楂果实中的含量。采用ZORBAX SB-C18色谱柱,以甲醇/1.5%甲酸水溶液(v/v)为流动相,梯度洗脱,柱温35℃,流速1.0 m L·min~(-1),检测波长280、320 nm。结果表明:(1)在线性范围内八种酚酸质量浓度与色谱峰峰面积的线性关系良好,相关系数均0.997,检出限0.08～0.20μg·m L~(-1),定量下限0.27～0.67μg·m L~(-1),变异系数均5.0%,加标回收率99.3%～103.3%;(2) 10个不同产地的大果山楂果实中酚酸含量丰富,均检出原儿茶酸、绿原酸、二氢咖啡酸、咖啡酸、根皮酸、阿魏酸和肉桂酸七种酚酸,其中,二氢咖啡酸、根皮酸、阿魏酸均为首次检出,以绿原酸为主(8 410.2～13 826.7μg·g~(-1)),占总酚酸的80%以上,总酚酸的质量分数在10 187.8～15 583.9μg·g~(-1)之间,其中广西百色靖西和桂林恭城产的果实总酚酸质量分数相对较高,均大于15 000μg·g~(-1)。综上结果表明,该研究的HPLC法适用于大果山楂果实中酚酸含量的测定,可为大果山楂优良品种的选育、产品质量控制及深度开发利用提供方法和科学参考。     

温度对七叶一枝花光合特性及皂苷含量的影响

该研究以珍稀濒危药用植物七叶一枝花(Paris polyphylla)为材料,利用人工气候箱设置3个温度条件,即低温(10℃/16℃)、适温(18℃/24℃)、高温(26℃/32℃),采用盆栽法分析了不同温度条件对七叶一枝花光合特性和主要有效成分皂苷含量的影响。结果表明:(1)适温条件下,七叶一枝花叶绿素含量、最大光合速率、光饱和点、表观量子效率均高于低温和高温处理,而光补偿点、暗呼吸速率则低于两者。(2)适温条件下,七叶一枝花根茎体内皂苷含量最大,达到了4.33%,低温和高温处理下皂苷含量分别只有适温的42.26%和33.49%,氨基酸含量同样表现为适温处理下最大。(3)七叶一枝花有效成分含量与叶片叶绿素含量、光合速率呈显著正相关,而与呼吸速率呈显著负相关,说明温度直接影响植株的光合作用、呼吸作用,进而影响有效成分的积累。温度对七叶一枝花光合特性及有效成分的积累影响显著,22℃左右的平均温度(18℃/24℃)是七叶一枝花栽培的适宜温度,此温度有利于其生长及有效成分的积累,该研究结果为七叶一枝花人工栽培中温度的科学管理提供了依据。     

Developmental changes and tissue distribution of lectin inGalanthus nivalis L. andNarcissus cv. Carlton

A sensitive immunosorbent assay was developed to quantify the lectin in different tissues ofGalanthus nivalis (snowdrop) andNarcissus cv. Carlton (daffodil) and follow the distribution of the lectin during the life cycle of the plants. The lectin in snowdrops and daffodils occurs in almost all plant tissues. Moreover, in many tissues the lectin is the most prominent protein. High lectin concentrations are found in the bulb where the lectin accounts for up to 15% of the total protein during the resting period. However, as the shoot grows and the plant turns on to flowering the lectin content rapidly decreases. Soon after flowering the lectin accumulates in the new bulb units. Whereas in daffodil the lectin concentration in the aerial plant parts is about one order of magnitude lower than in the bulb, lectin concentrations in the upper parts of snowdrop are similar to those in the bulb. The lectin in the former tissues is already present before the sprout emerges. As the shoot starts to grow lectin concentrations in leaves, stems and flower parts gradually decrease so that at flowering time virtually all lectin has disappeared from the aerial parts. The highest lectin concentrations are found in the ovary and increase, initially, as the sprout emerges from the bulb. This work was supported in part by grants from the ‘Nationale Bank’ and the National Fund for Scientific Research (Belgium). W.J.P. is a Senior Research Associate and E.J.M.V.D. Research Assistant of this fund.     

华南十种桉树的热值与灰分含量比较

桉树是林业生物质能源的原料之一,了解桉树的热值和灰分含量能为合理利用桉树能源林提供理论参考。该研究采用热量计和马福炉对华南尾巨桉等10种桉树的不同器官进行热值和灰分含量测定。结果表明：10种桉树树叶、树枝、树根、树干和树皮的干质量热值、去灰分热值分别为15.10~21.06 kJ.g-1和16.50~22.11 kJ.g-1,器官的平均干质量热值、去灰分热值以树叶最高(19.50和20.56 kJ.g-1)、树皮的最低(17.32和18.09 kJ.g-1),说明树叶所含的高能有机物质比其它器官多;不同器官的干质量热值与去灰分热值在不同品种中的大小排序不完全一致。灰分含量在0.14％~8.5％之间,器官平均的灰分含量以树叶最高(5.13％)、树干最低(0.30％),说明树叶所含的矿质元素较多。不同器官的热值与灰分含量均差异显著(P<0.05)。植株个体的干质量热值与去灰分热值均以尾叶桉最高(18.99和19.18 kJ.g-1),以托里桉最低(17.53和17.86 kJ.g-1);灰分含量则以托里桉最高(1.90％)、巨桉最低(0.61％)。相关分析结果表明,灰分含量与干质量热值、去灰分热值存在一定的负相关,但未达显著水平;干质量热值与去灰分热值呈极显著的正相关关系(P<0.01)。由于理想的植物燃料应具备热值高与灰分含量低的特点,结合该研究的结果分析,托里桉作为燃料资源利用不理想,以尾叶桉较为适宜。